Grove, William Robert

(f. Swansea, Wales, 11 juli 1811; d. London, England, 1 augusti 1896)

elektrokemi, fysik

Grove var den enda sonen till John Grove, domare och biträdande löjtnant för Glamorganshire, och hans fru, Anne Bevan. Han utbildades privat och vid Brasenose College, Oxford, examen B. A. 1832 och Ma 1835. Han blev advokat, men tydligen på grund av ohälsa vände han sig snart från lag till vetenskap, mot vilken han alltid hade haft en lutning. Han fick snart ett rykte i den relativt nya men snabbt växande vetenskapen om elektrokemi, särskilt med sin utveckling av Grove cell, en förbättrad form av voltaisk cell som blev mycket populär. Den användes till exempel av Faraday i hans föreläsningsdemonstrationer vid Royal Institution.

Grove valdes till stipendiat i Royal Society 1840 och från 1841 till 1846 var professor i experimentell filosofi vid London Institution. År 1837 hade han gift sig med Emma Maria Powles, som dog 1879; de hade två söner och fyra döttrar. För att möta de ekonomiska behov som en växande familj införde, men utan att helt överge vetenskapliga sysslor, återvände Grove till lagutövningen och blev drottningens råd 1853. År 1856 försvarade han William Palmer, “Rugeley poisoner” i en berömd mordrättegång. Han blev domare 1871, och även om man trodde att hans speciella kunskaper skulle vara särskilt värdefulla för att pröva fall som rör patentintrång, fann man att han blev mer intresserad av patentets ämne, vilket ibland tyder på förbättringar, än i de nakna juridiska aspekterna av ärendet.

en av de viktigaste defekterna i tidiga zink-kopparceller var polarisering på grund av ackumulering av en film av vätebubblor på kopparplattans yta—den här filmen hade inte bara ett högt motstånd, vilket försvagade strömmen, men producerade en bakre emf. Polarisering övervinnades i viss utsträckning redan 1829 av Antoine-C. I. S. Becquerel, som använde två vätskor separerade av en porös partition. I den första praktiska tillämpningen av tvåvätskeprincipen, utformad av J. F. Daniell, separerades kopparsulfatlösningen i kontakt med kopparplattan från svavelsyran innehållande zinkplattan med oglaserat lergods. Detta arrangemang gav en rimligt konstant emf på cirka 1,1 volt.1

Efter att ha kopplat ett antal experiment2 med olika metaller och elektrolyter samt olika behållare beskrev Grove vad som skulle bli standardformen för sitt batteri, bestående av zink i utspädd svavelsyra och platina i koncentrerad salpetersyra (eller en blandning av salpetersyra och svavelsyror), vilket gav en emf på nästan två volt. 1841 ersattes platina med kol i Bunsens anpassning av cellen.

det är viktigt att cellen som beskrivs ovan inte ska förväxlas med vad Grove kom att kalla sitt “gasbatteri”, vilket faktiskt var den tidigaste bränslecellen; dess möjligheter har bara nyligen utnyttjats. I ett postscript till brevet som beskriver sina första experiment på voltaiska celler beskrev Grove hur, när provrör av väte och syre placerades separat över två platinremsor, förseglade i och utskjutande genom botten av ett glasbehållare innehållande utspädd svavelsyra så att hälften av varje remsa var i kontakt med syran och hälften utsatt för gasen, flödade en ström genom en tråd som förbinder de utskjutande ändarna.3 i efterföljande experiment Grove erhållit en kraftfull ström med användning av väte och klor, och märkbara strömmar med andra par av gaser. Grove insåg att den elektriska energin berodde på den kemiska energin som frigjordes när väte och syre kombinerades och att denna elektriska energi kunde användas för att sönderdela vatten (han utförde faktiskt elektrolys av vatten med ström från sitt gasbatteri). Denna insikt stimulerade tankar som hade engagerat honom under en tid: “detta batteri fastställer att gaser i att kombinera och förvärva en flytande form utvecklar tillräcklig kraft för att sönderdela en liknande vätska och få den att förvärva en gasform. Detta är enligt min mening den mest intressanta effekten av batteriet; det uppvisar en så vacker förekomst av korrelationen mellan naturkrafter.”4

konceptet som ligger till grund för denna observation formulerades först kort i en föreläsning som hölls i januari 1842 om utvecklingen av fysisk vetenskap sedan öppnandet av London Institution och utvecklades sedan i en serie föreläsningar som gavs under det följande året. Innehållet i dessa föreläsningar utgjorde materialet för Groves bok, om korrelationen mellan fysiska krafter, som först publicerades 1846. Nytt material lades till var och en av de fem efterföljande utgåvorna. Arbetet var ett tidigt uttalande av principen om bevarande av energi, en av flera vid ungefär denna tidpunkt5.Grove beskrev 1845 några experiment som han hade utfört fyra eller fem år tidigare om möjligheten att använda ljusbågsbelysning i gruvor och hävdade att hans brist på framgång ledde honom till tanken att försegla en spiral av platinatråd i ett glaskärl och antända den med en elektrisk ström; den resulterande enheten verkar ha varit den tidigaste formen av glödlampan6.

1846 gav Grove det första experimentella beviset på dissociation. Han visade att ånga i kontakt med en starkt uppvärmd platinatråd dissocierades i väte och syre. Han visade också att reaktionerna

CO2 + H2 = CO + H2O

CO + H2O = CO2 + H2

kan ske under samma förhållanden. Han uttryckte uppfattningen att platinatråden bara gjorde den kemiska jämvikten instabil och att gaserna återställde sig till en stabil jämvikt beroende på omständigheterna. Bland andra observationer uppmärksammade han först det strimmiga utseendet av sällsynta gaser i utloppsrör.Grove var en av de ursprungliga medlemmarna i Chemical Society, och vid jubileumsmötet 1891 sa han: “för min del måste jag säga att vetenskapen för mig i allmänhet upphör att vara intressant när den blir användbar.”det finns därför kanske en viss ironi i det faktum att så mycket av hans arbete ledde till viktiga praktiska konsekvenser, men hans bidrag till begreppet energibesparing (för vilket det är tydligt från förorden till de successiva utgåvorna av hans bok, kände han att han inte var tillräckligt krediterad) överskuggades av andras arbete. En medlem av rådet för Royal Society 1846 och 1847 och en av dess sekreterare under de följande två åren spelade han en ledande roll i föreningens reformrörelse.7 Han blev riddare 1872.

anmärkningar

1. Grove förnekade att de tankar som ledde till utvecklingen av hans cell var skyldiga Daniell något, ett förnekande som ledde till en skarp brevväxling mellan de två männen: se filosofisk tidskrift, 20 (1842), 294-304: 21 (1842), 333-335, 421-422; 22 (1843), 32-35.

2. Cellens utveckling beskrivs i de papper som anges i bibliografin. Den fullständiga redogörelsen för dess förfiningar och handlingssätt finns i Philosophical Magazine, 15 (1839), 287-293.

3. För en förklaring i moderna termer och den samtida betydelsen av detta experiment, se K. R. Webb, “Sir William Robert Grove (1811-1896) och bränslecellens ursprung”, i Journal of the Royal Institute of Chemistry, 85 (1961), 291-293; och J. W. Gardner, elektricitet utan Dynamos (Harmondsworth, 1963), s.42 och 49 ff.

4.Filosofisk Tidskrift, 21 (1842), 420.

6.Filosofisk Tidskrift, 27 (1845), 442-446.

7. Se H. Lyons, Royal Society 1660-1940 (Cambridge, 1944), S.259 ff.

bibliografi

I. originalverk. Groves enda bok handlar om korrelationen mellan fysiska krafter (London, 1846; 6: e upplagan., med omtryck av många av Groves tidningar, 1874). Hans papper listas i Royal Society Catalogue of Scientific Papers, III (London, 1869), 31-33. Huvudpapper på Grove-cellen är “on Voltaic Series and the Combination of Gases by Platinum”, i Philosophical Magazine, 14( 1839), 127-130 (se 129-130 för postscript som beskriver de första experimenten på “gasbatteriet”); “På en ny Voltaisk kombination,” ibid., 388-390; och “på ett litet Voltaiskt batteri med stor energi några observationer om voltaiska kombinationer och former av arrangemang; och om inaktiviteten hos en Kopparpositiv elektrod i Nitrosvavelsyra”, ibid., 15 (1839), 287–293. Se även rapport från det nionde mötet i British Association for the Advancement of Science som hölls i Birmingham i augusti 1839 (London, 1840), s.36-38. Papper på gasbatteriet är “på ett gasformigt Voltaiskt batteri”, i Philosophical Magazine, 21 (1842), 417-420; och “på Gasvoltabatteriet”, i filosofiska transaktioner från Royal Society, 133 (1843), 91-112; 135 , (1845), 351-361.

andra artiklar som avses i texten är “om tillämpningen av Voltaisk tändning till belysning gruvor,” i Philosophical Magazine, 27 (1845), 442-446 “på vissa fenomen av Voltaisk tändning, och nedbrytning av vatten i dess ingående gaser genom värme,” i filosofiska transaktioner av Royal Society, 137 ( 1847) 1-21, och “på den elektrokemiska polaritet gaser,” ibid., 142 (1852), 87-101 (det första omnämnandet av hans observation av “striae” visas i slutet av detta dokument). Se även “på Striae som ses i den elektriska urladdningen i vakuum”, i Philosophical Magazine, 16 (1858), 18-22; och” på den elektriska urladdningen och dess stratifierade utseende i sällsynta medier”, i Proceedings of the Royal Institution of Great Britain, 3 (1858-1862), 5-10.

II. sekundär litteratur. På Grove och hans arbete, se kort dödsannons meddelande av A. Gray In Nature, 54 (1896), 393-394; K. R. Webb, ” Sir William Robert Grove (1811-1896) och bränslecellens ursprung,” i Journal of the Royal Institute of Chemistry, 85 (1961), 291-293; och jg Crowther, “William Robert Grove,” i Statesmen of Science (London, 1965), s.77-101, som huvudsakligen handlar om Groves bidrag till reformerna i Royal Society.

E. L. Scott

(f. Swansea, Wales, 11 juli 1811; d. London, England, 1 augusti 1896) elektrokemi, fysik Grove var den enda sonen till John Grove, domare och biträdande löjtnant för Glamorganshire, och hans fru, Anne Bevan. Han utbildades privat och vid Brasenose College, Oxford, examen B. A. 1832 och Ma 1835. Han blev advokat, men tydligen på grund…

(f. Swansea, Wales, 11 juli 1811; d. London, England, 1 augusti 1896) elektrokemi, fysik Grove var den enda sonen till John Grove, domare och biträdande löjtnant för Glamorganshire, och hans fru, Anne Bevan. Han utbildades privat och vid Brasenose College, Oxford, examen B. A. 1832 och Ma 1835. Han blev advokat, men tydligen på grund…

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras.